Nature: 一种糖尿病治疗的新方法
2016/07/16
蛋白质Flattop的分子标记可以将产生胰岛素的胰腺β细胞分为:进行糖代谢的和保持未成熟的细胞。未成熟的细胞分裂更加频繁,更能适应代谢的变化。这可以为糖尿病的再生医学疗法提供出发点。此项研究成果在线发表在7月11日的Nature上。


蛋白质Flattop的分子标记可以将产生胰岛素的胰腺β细胞分为:进行糖代谢的和保持未成熟的细胞。未成熟的细胞分裂更加频繁,更能适应代谢的变化。这可以为糖尿病的再生医学疗法提供出发点。Helmholtz慕尼黑中心、慕尼黑工业大学和德国糖尿病研究中心的科研人员合作的此项研究成果在线发表在7月11日的Nature上。

当血糖水平升高时,胰腺的β细胞产生代谢性的激素胰岛素,以维持血糖水平的平衡。如果β细胞被破坏或失去功能,可能会导致如糖尿病那样的严重疾病。然而,并不是所有的β细胞都是相同的。Helmholtz慕尼黑中心糖尿病和再生研究所的主任Heiko Lickert教授说:“众所周知,有不同亚群的β细胞。但到现在为止,潜在的分子机制仍然是难以捉摸的。”

Flattop区分成熟的和快速增殖的β细胞

Lickert教授领导的研究团队在当前的研究中寻找能区分相应亚组的分子标记。一个叫Flattop的蛋白吸引了他们的注意。它存在于大约80%的β细胞中。这些细胞通过分泌相应量的胰岛素,有效地决定了它们环境的葡萄糖浓度,从而显示了成熟的β细胞的代谢特性。

相反,研究人员观察到没有Flattop的β细胞显示了特别高的增殖率。Lickert教授说:“在我们的实验模型中,这些细胞比Flattop阳性的细胞增殖快四倍。”


胰腺中所有的β细胞被标记。Flattop是绿色的,没有Flattop的细胞是红色的。

这是一种类型的前体细胞吗?

为了证实正在分裂的高活性细胞(没有Flattop)可能是某些代谢活跃的前体细胞的假说,研究人员用遗传学的方法来追踪这些细胞将来的命运。这种所谓的谱系追踪显示:增殖性的祖细胞能够发展成具有代谢特性的成熟β细胞。当科学家把它们放在人工微器官一样的3D环境中也是如此。此外遗传分析肯定了在没有Flattop的β细胞中,负责感知环境的基因被表达,而在有Flattop的细胞中则主要是经典的代谢程序相关基因被表达。

这个分子标记的用途

Lickert教授说:“我们的研究结果表明,有Flattop的细胞是一种未成熟的储备库,不断更新和补充成熟的β细胞。”他认为将这两个亚群区分开允许了对它们参与的信号通路进行综合的分析,其研究结果会提高再生疗法发展的希望。Lickert教授介绍:“β细胞异质性的研究已超过50年。从现在的技术看来,我们能开始了解细胞如何行使各自的功能。”

在未来,这些科学家将专注于两个主要方面:一方面,在再生治疗方面,他们的目标是再生内源性β细胞,以有针对性的方式来取代患者的功能失调或丢失的细胞。另一方面,是从培养中的干细胞生成能作为细胞替代疗法的功能β细胞。这个研究结果在此方面是一个里程碑。在将来,这会很快成为可能。

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